恒溫恒濕試驗箱由溫度調節(加熱和制冷)和加濕兩部分組成。通過安裝在箱體頂部的旋轉風扇，將空氣排入箱內，實現氣體循環，平衡箱內溫濕度。箱內內置的溫濕度傳感器采集的數據傳輸到溫濕度控制器(微型信息處理器)進行編輯，發出溫濕度調節指令，由空氣加熱單元、冷凝管和水箱內的加熱蒸發單元完成。
恒溫恒濕試驗箱又稱恒溫恒濕試驗機、恒溫恒濕試驗箱、可編程濕熱交變試驗箱、恒溫機或恒溫恒濕試驗箱，用于測試材料在各種環境下的性能，測試各種材料的耐熱、耐寒、耐干、耐濕性能。適用于電子、電器、手機、通訊、儀器、車輛、塑料制品、金屬、食品、化學、建材、航空航天等產品的質量檢驗。
恒溫恒濕箱的溫度調節是通過箱內內置的溫度傳感器采集數據，通過溫度控制器(微型信息處理器)進行調節，開啟空氣加熱裝置升高溫度或調節制冷電磁閥降低箱內溫度，從而達到控制所需的溫度。恒溫恒濕箱的濕度調節是通過內置的濕度傳感器采集數據，由濕度控制器(微型信息處理器)進行調節，打開水箱的加熱元件，通過蒸發水箱中的水來增加箱內的濕度或調節制冷電磁閥來達到除濕的效果，從而達到所需的濕度控制。
恒溫恒濕試驗箱可分為“臺式”和“立式”。主要區別是能達到的溫度和濕度不一樣，得到的溫度也會不一樣。立式的可以用于低溫和常溫以下的干燥，臺式的只能用于常溫以上的溫度和高濕度。